Pytanie:
Czy zasadę cichego lotu sów można zastosować w statkach powietrznych?
Pratham Shah
2019-10-14 21:44:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zastanawiałem się, czy sowy potrafią tak cicho latać. Czy to dlatego, że machają delikatnie, rzadziej, czy też odpowiada za to ich struktura? Myślałem, że ich zasadę podchodzenia można zastosować do samolotów stealth. Czy to możliwe?

Brak silników odrzutowych pomaga.
Krótka odpowiedź - „będąc sowami, a nie samolotami”
Papierowe samoloty są dość ciche, ale to znowu kwestia „bez silników”. Szybowce i spadochrony też są dość ciche.
Nie zgadzam się z odkładaniem tego pytania poza temat. Ptaki są głównymi lotnikami na tej planecie, więc włączenie OP do SE Aviation miałoby sens tylko.
Pytanie dotyczy lotnictwa: projekt samolotów jest tutaj tematem. To może być trochę obszerne, ale zdecydowanie wymaga odpowiedzi. Zagłosowano na ponowne otwarcie.
A może możemy umieścić czujniki na sowach i wysłać je na misje? ....
Stealth nie ma prawie nic wspólnego z „ciszą”, a polega na byciu niewidzialnym dla radaru. Kiedy sowa nauczy się unikać radaru, daj mi znać.
@Dave Gdzieś słyszałem, że gołębie były używane do celów wojskowych (takich jak komunikacja). Dlaczego nie wykorzystać również innych ptaków?
@ManuH Próbowali tego z [meksykańskimi nietoperzami] (https://en.wikipedia.org/wiki/Bat_bomb). Nie poszło dobrze.
Niezależnie od tego, jak mało będzie trzepotała sowa, będzie to trzepotać częściej niż samolot stealth.
Wiesz, w filmach akcji science fiction rzeczywiście „stealth!” helikoptery zwykle oznacza „ciche” helikoptery.
@Fattie Ach, stary dobry „tryb szeptu”!
@mast ok Powinienem był napisać „latające zwierzę” (nietoperze to nie ptaki)
Tylko wtedy, gdy te stealth samoloty były pokryte piórami, trzepotały skrzydłami i leciały z prędkością nie większą niż 30 mil na godzinę.
Pięć odpowiedzi:
quiet flyer
2019-10-14 22:21:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ich główne pióra skrzydłowe mają niezwykłą strukturę zawierającą frędzlową, przypominającą zgrabną krawędź natarcia, która redukuje szum wiatru. Pióra skrzydeł mają również ogólną miękkość lub elastyczność. Na tylnej krawędzi skrzydła również dominują miękkie, frędzlowe krawędzie. Nawet podszewka (ukryte) pióra mają niezwykłą miękkość, która odgrywa rolę w tłumieniu dźwięku.

Zobacz na przykład - https://www.owlpages.com/owls/articles.php ? a = 7n, https://animals.howstuffworks.com/birds/owl-fly-silently1.htm.Google „struktura piór sowy”, aby uzyskać więcej informacji.

Zostawię to w większości przemilczane, czy którąkolwiek z tych cech warto zastosować w samolocie z napędem odrzutowym. Może niektóre z tych cech można zastosować w obszarach wlotu lub wylotu, w bardziej sztywnej metalowej formie?

W takim razie głosuję na skrzydła pokryte futrem w samolotach :-)
+1 za połączenie tej odpowiedzi i Twojej nazwy użytkownika :-)
Ha nawet tego nie zauważył, to nawiązanie do latających szybowców!
Są faktycznie wachlarze i takie, które są inspirowane starymi piórami, np. https://cosmosmagazine.com/physics/turbine-blades-inspired-owls i wentylatory chłodzące do komputerów. Ale myślę, że część problemu polega na tym, że skrzydła sowy są aerodynamiczne przy niskich prędkościach, a łopatki turbiny działają z dużą prędkością. Nawet w samolotach GA niewiele, jeśli w ogóle, faktycznie ma odpowiednie tłumiki, więc hałas silnika znacznie przewyższa hałas ze skrzydeł i c.
[Obszary dolotowe i wydechowe silników odrzutowych są już zaprojektowane tak, aby były „miękkie” w celu zmniejszenia hałasu.] (Https://aviation.stackexchange.com/a/11891/1696)
Kiedyś przeczytałem artykuł i obejrzałem kilka filmów o dynamicznej stabilności z „piór” na tylnej krawędzi skrzydła. Na filmach porównano modele samolotów z opierzonymi skrzydłami i bez. Pamiętam, że redukcja turbulencji była imponująca.
Współczesne wydechy silników odrzutowych już z tego korzystają - mają kształt przypominający zamkową wieżyczkę, ale są zaokrąglone, właśnie w taki sposób, że w mieszany sposób łączą wydech z ogólnym pobudzeniem.
OP nie sprecyzował, że myślą o samolotach z napędem odrzutowym. Mogą rozważać ciche helikoptery lub samoloty śmigłowe.
@EldritchWarlord Nie ma łatwiejszego z samolotami z napędem tłokowym. Pióra na skrzydłach nieco rzadziej osiągają temperaturę samozapłonu w samolotach z napędem tłokowym, ale jest mało prawdopodobne, aby przetrwały lot z prędkością 120 węzłów, podobnie jak lot z prędkością 500 węzłów. Na szczęście sowy zazwyczaj nie muszą latać z prędkością 120 węzłów.
@DeltaLima haha ​​- To przypomina mi [tę odpowiedź] (https://travel.stackexchange.com/a/67365/12011).
Inżynieria pozwalająca na wyhodowanie piór na powierzchniach samolotów byłaby ... fascynująca. :-)
Gdy tylko przepływ powietrza zacznie osiągać Mach 1 (prędkość dźwięku), usłyszysz hałas, więc sowy robią to, lecąc bardzo wolno i tłumiąc duże wiry, jak niektóre latające skrzydła, które latają przez wiele dni bez ładowania. podczas wojny w Wietnamie, łącząc wolnoobrotowe śmigło z niezwykle dużymi i długimi układami wydechowymi. Pracował całkiem dobrze, więc samolot był niesłyszalny podczas lotu na 200 stóp. Samolot był zmodyfikowanymi szybowcami Schweizer, ze zwiększoną wewnętrzną cięciwą skrzydeł i podwoziem trójkołowym. Jeden z nich był nadal używany przez NASA kilka lat temu.
Jpe61
2019-10-14 23:35:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oprócz doskonałej odpowiedzi cichego lotnika:

Sowy mają duże skrzydła w stosunku do ich masy ciała i wagi. Można by pomyśleć, że nie, ich ciała są dość duże, ale w rzeczywistości sowy to rodzaj puszystych latających kulek z piór: to, co postrzegasz jako ich ciała, to głównie powietrze.

Prowadzi to do dwóch rzeczy:

  1. Obciążenie dolnopłata. Ich duże skrzydła nie muszą wytwarzać tak dużej siły nośnej na jednostkę powierzchni, jak, powiedzmy, gołębie. Prowadzi to do mniejszych turbulencji, co z kolei oznacza mniejszy dźwięk. Ze względu na niskie obciążenie skrzydeł mogą latać z bardzo niewielkimi ruchami skrzydeł, co również prowadzi do mniejszego generowania dźwięku.

  2. Puszystość (z braku lepszego słowa) tłumi turbulencje w skrzydle - obszar mocowania ciała i wszelkie inne zawirowania wokół ciała sowy. Oznacza to oczywiście mniej dźwięku.

W połączeniu ze strukturą skrzydła opisaną w odpowiedzi qf, wszystkie te czynniki tworzą prawie całkowicie cichy lot.

Sprawdź ten doskonały klip BBC Earth porównujący dźwięk wydawany przez różne ptaki podczas lotu i dlaczego tak jest.

Jeśli chodzi o zastosowanie tych funkcji w statkach powietrznych, mało prawdopodobne, chociaż zdecydowanie popieram głos PerlDucka do skrzydeł pokrytych futrem w samolotach. Faktem jest jednak, że nie ma sensu wyciszać skrzydeł lub płatowca, gdy dźwięk napędu jest o rząd wielkości głośniejszy niż jakiejkolwiek innej części samolotu.

P.S. Właściwie to dość niesamowite spotkać sowę w locie, gdy jest ciemno. Możesz usłyszeć inne ptaki, gdy latają w twoim pobliżu, ale sowy, nie, po prostu dmuchają tuż obok ciebie, zupełnie bezgłośnie, bez ostrzeżenia. Kilka razy strasznie mnie wystraszyli i jestem pewien, że im się to podoba ...

W pobliżu miejsca, w którym mieszkałem, znajduje się wysadzana drzewami aleja, gdzie sowy atakują ludzi od tyłu, zbliżając się do czubka głowy na odległość kilku centymetrów od czubka głowy i wracając do następnego drzewa. Nigdy nie jestem pewien, czy robią to dla zabawy, ćwiczeń, czy po prostu po to, żeby zobaczyć, co się stanie!
+1 dla linku wideo BBC. To była pierwsza rzecz, która przyszła mi do głowy, gdy zobaczyłem tytuł pytania.
Nie tylko sowy - nie słychać też zbliżającego się jastrzębia. Latanie jastrzębiem nad głowami publiczności jest ulubionym wyczynem demonstracyjnym raptora.
Ale możesz usłyszeć przelatującego jastrzębia. Sowy, nie ...
Wyszukaj zdjęcia rentgenowskie sowy, a zrozumiesz
@jpe61 Nie, jeśli nie machają. Co jest w pewnym sensie celem klipu BBC - hałas wydawany przez ptaki pochodzi z trzepotania, a sowy unikają tego, wpadając w zasadzkę na drapieżniki i jedynie szybując.
@Graham to może być podgatunek i / lub zależne od prędkości, ponieważ ten, który przeleciał obok mnie w * ptakach drapieżnych * -show, zdecydowanie dał słyszalny "* swishhh *" :)
Ciekawostka: gdyby sowa mogła obrócić głowę o dodatkowe 90 °, nikt by nie zauważył, że może w ogóle obrócić głowę.
Hobbes
2019-10-16 11:46:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Samoloty Stealth są budowane w celu zmniejszenia ich widoczności w 3 głównych obszarach, w celu skrócenia czasu ostrzegania przeciwnika:

  1. radar
  2. optyczny i IR
  3. dźwięk

Jest to kolejność wykrywania: radar może znaleźć samolot potencjalnie na setkach km, systemy optyczne sięgają do kilkudziesięciu km, a dźwięk staje się czynnik tylko wtedy, gdy dron jest bardzo blisko (na małej wysokości i dużej prędkości możesz zbliżyć się do celu na odległość 100 m, zanim staniesz się słyszalny).

Zasięg wykrywania podaje również kolejność ważności. Radar ma pierwszeństwo.

Dźwięk wytwarzany przez samolot jest zdominowany przez hałas silnika. Powietrze przeciskające się przez skórę wydaje trochę hałasu, ale generalnie jest to słyszalne tylko wtedy, gdy silniki są wyłączone. Oznacza to, że redukcja szumów skóry nie przynosi żadnych korzyści.

Ponadto:

obrzeżona, przypominająca comblowe krawędź

To koszmar dla niewidzialności radarów. Chcesz, aby struktura była tak prosta i gładka, jak to tylko możliwe, ponieważ gdy masz dużą liczbę powierzchni w wielu kierunkach, otrzymujesz wiele sygnałów radarowych. Poprawa niewidzialności dźwięku zagroziłaby niewidzialności radaru.

„Ponieważ każda krawędź daje silny sygnał radarowy” - naprawdę? Myślę, że krawędzie jako takie nie mają znaczenia dla powrotu radaru, liczy się _ wyrównanie powierzchni_. Zatem bardzo różne podejścia w fasetowanym F117 i gładkim B2 lub F-22 / F-35 mają sens. To prawda, te ostatnie są prawdopodobnie dużo lepsze nie tylko pod względem właściwości lotu, ale także ukrywania się, ale ma to więcej wspólnego z lepszymi materiałami i mocą komputera niż z brakiem krawędzi.
To, co prawdopodobnie masz na myśli, to _ wklęsłe krawędzie_, w szczególności reflektory narożne. Ale wklęsłości mogą również _ pomóc_ tłumić echo, por. [Komory bezechowe RF] (https://en.wikipedia.org/wiki/Anechoic_chamber#Radio-frequency_anechoic_chambers). Sztuczka polega na tym, aby „uwięzić” sygnały między przeciwległymi powierzchniami i pozwolić im uciekać tylko znacznie osłabione i rozproszone.
tak, to była udręka.
To jest prawidłowa odpowiedź, ponieważ tak naprawdę odnosi się do samolotów, o które pytał OP, zamiast tracić na torze geometrię sowy.
* z frędzlami, przypominająca łuk ostrze czołowe * teoretycznie może być wykonane z materiału przezroczystego dla radaru, a nie z metalu, co mogłoby zachować niewidzialność radaru. W samolotach naddźwiękowych krawędzie natarcia otrzymują duże ciepło i siły aerodynamiczne, więc może to być opłacalne tylko w przypadku dronów stealth o niskiej prędkości (przebranych za sowy, jak sugeruje abligh :)
https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_YO-3 to przykład projektu, w którym pierwsze dwa nie są problemem (nadal nie są puszyste). Ciekawostka - w Museum of Flight (Seattle) stoi obok zupełnie odwrotnego podejścia - SR-71 - „więc możesz mnie wykryć - co zamierzasz zrobić”.
podczas gdy przy dużej wysokości i / lub małej prędkości można usłyszeć silnik odrzutowy z odległości 5 mil lub helikopter z odległości 2 mil.
abligh
2019-10-16 18:13:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ciała sów są zoptymalizowane do cichego niezasilanego lotu; Nawet gdy lot sowy jest lotem z napędem, jest napędzany trzepotaniem skrzydeł (a nie silnikami odrzutowymi lub turbośmigłowymi). Podejrzewam, że co najwyżej będziesz w stanie pomóc wyciszyć hałas ciała przechodzącego w powietrzu; ponieważ szybowce są raczej cichsze niż lekkie samoloty, podejrzewam, że jest to mniejszość dźwięku, przynajmniej do momentu, gdy prędkości osiągną bardzo duże, gdzie modele aerodynamiczne i akustyczne i tak będą się bardzo różnić.

Jednak jako „samolot "jest szeroko zdefiniowane, być może byłyby przydatne dla drona, który podczas niektórych części lotu przeważnie szybuje cicho z niską prędkością (podobną do sowy), do ukrytej fotografii, ukrytego dostarczania małych ładunków lub do innych prawdopodobnie nikczemnych celów. Do licha, faktycznie można by było wizualnie przebrać się za sowę.

Może wszystkie te „sowy” naprawdę ** są ** ... Nie.
Przydatne może być rozwinięcie wpływu poziomów dźwięku na niektóre profile misji. [Pamiętam, jak czytałem o skrzydłach sowy wpływających na projekt ostrza śmigła, ale rysuję puste miejsce w konkretnym projekcie]. widziałem kilka szkiców pomysłów na wykorzystanie dronów szybowcowych z zestawami głośników i mikrofonów do zastosowań poszukiwawczych i ratowniczych.
user3445853
2019-10-17 14:02:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeśli inne doskonałe odpowiedzi spływają z ciebie jak woda z grzbietu kaczki , może cię to przekonać:

Co sowy musiały się poddać w zamian za ciszej ( nie cichy!) lot, jest szybkim lataniem i lataniem w deszczowe dni. Ich pióra tęsknią (w większości) za olejem, który sprawia, że ​​inne ptaki latające są w stanie bezproblemowo zanurzyć się w wodzie (a ptaki wodne jeszcze bardziej).

Samoloty rozbijające się z powodu mokrych skrzydeł byłyby oczywiście źle widziane - ale stałe skrzydła nie miałyby tego problemu; jednak jakakolwiek wilgoć pokonałaby tę redukcję hałasu. Tylko podczas lądowania & jest naprawdę pożądana redukcja hałasu (wysokość przelotowa jest zbyt duża, by się tym przejmować); Dodatkowy opór podczas lotu to (a dodany ciężar + opór, gdy jest mokry podczas startu + lądowania) z pewnością to wyklucza.

Możesz jednak rozważyć zastosowania, w których byłoby to uzasadnione : Jeśli istnieje duża premia za ciszę, nie potrzebujesz dużej prędkości? Brzmi jak np. specjalistyczny dron do obserwacji dla mnie. Następnie: jeśli pada, wyjmij zwykłego drona szpiegowskiego (ponieważ deszcz przykrywa hałas drona); jeśli jest sucho, zgaśnie twój specjalny „dron-sowa” ... To mniej więcej podwaja koszt posiadania, ponieważ potrzebujesz dwóch, a nie jednego drona.

Gdyby twój sowa-dron mógł jeździć na termice, przez większość czasu nie byłoby nawet potrzeby wydawania dźwięków silnika. Kłopot w tym, że w ciągu dnia twój sowy-dron może być, hm, widziany (chyba, że ​​może być również przezroczysty :)). W nocy wydaje mi się, że ogólnie rzecz biorąc jest mniej termiki, z której można skorzystać (nie jestem osobą lotniczą).
@mikerodent w oparciu o twoją nazwę użytkownika, myślę, że nie jesteś też osobą sową! ;)


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...